直-11型机由昌河飞机工业集团公司和中国直升机设计研究所共同研制,属于军民通用型多用途直升机。直-11的仿制原型为由欧洲直升机公司法国分公司(原法国宇航公司)研制的AS350“松鼠”(squirrel)多用途轻型直升机。可用于教练、侦察、救护、缉私、消防、旅游等领域,具有广阔的市场前景。
直11_直-11 -简介
直-11是我国直升机行业从专利生产、测绘仿制走向自行设计的第一个机种,是中国自行设计研制的第一个具有自主知识产权的直升机机种,也是我国第一个引进全过程适航管理取证而研制的机型。该机1989年批准立项,1992年进入全面研制,1994年12月实现首飞。1999年9月份开始,直- 11由中国飞行试验研究院负责进行设计定型试
直-11飞,于2000年10月圆满完成了试飞大纲所规定的全部设计定型试飞科目,其中包括数项风险科目。直-11是一种2吨级6座轻型多用途直升机。采用主旋翼加尾桨布局,主旋翼采用三叶星型柔性复合材料尾旋翼,2叶翘翘板复合材料尾桨。装有一台涡轴8-D发动机,功率450千瓦,巡航功率350千瓦,最大510千瓦。机体为金属、复合材料结构。复合材料起落架,带阻尼器滑撬。弹塑性结构燃油箱。该机可乘员6人,前排为两座,后排四座,最大起飞重量2.2吨。由于体积
直-11重量小、价格低廉、操作简便,直-11在民用市场上还是有很大发展空间的。直-11的军用型可作为运输直升机使用,或装机枪、火箭发射器、导弹等作支援用,但载重量较小,火力较弱。因此直-11较适合在部队内作飞行训练、要人运输、通信之用。更有效的方案应该是研制直-11的双发动机型,类似AS355“超松鼠”,提高载重能力,然后加装先进观瞄装置和少量武器,作为前线侦察直升机使用。这一想法类似美军OH-58D,如直-11进行上述改进后,与直-9武装型、武直-10配合,战斗力还是较强的。目前直-11民用型号的售价约人民币800多万元。与其他国产飞机的情况类似,直-11也存在着众多的问题:首要问题是立项研制的严重滞后和实际执行的拖延,AS350于70年代已经研制成功,并大量投入军民市场;而直-11于89年立项,2000年定型,研制时间竟然长达11年,而且实际上是仿制,不是独立研制。这使得直-11面世后技术已无任何先进性可言,国际竞争力非常薄弱。直-11由于载重量小,实际应用也收到限制,当然这也是其本身的定位。2001年4月16日,直-9、直-11直升机和涡轴8A发动机首次获CAAC适航证。
直11_直-11 -性能特征
直-11
机长13.012米
机高3.14米旋翼直径10.69米
尾桨直径1.86米
空机重量1120千克
起飞重量2000千克
最大起飞重量2200千克
飞行性能(2000千克、海平面、标准大气)
最大速度278千米/小时巡航速度220~240千米/小时
最大倾斜爬升率9.5米/秒
航程560千米
续航时间3.7小时
无地效静升限2930米
有地效静升限3700米
动升限5240米
直11_直-11 -发展历程
在珠海航展上,昌河飞机工业集团公司展出了其军民通用的直-11型多用途直升机。尽管直-11曾经多次公开展
出,但此次展出的是直-11的武装型号模型。直-11在我国直升机发展历程中占有重要地位。该型号是我国直升机行业从以往的专利生产、测绘仿制,迈向独立设计的关键性机种,是中国自行设计研制的第一个具有自主知识产权的直升机机种。直-11也是我国第一个引进全过程适航管理取证而研制的机型,从一开始就充分考虑了军民通用的需求。 直-11的原型是欧洲直升机公司法国分公司(原法国宇航公司)研制的AS350“松鼠”(Squirrel)多用途轻型直升机。和用途广泛的“松鼠”一样,直-11可用于教练、救护、缉私、消防、旅游等领域,具有广阔的商业市场前景。同时该机也可以在部队中执行各种各样的任务,例如侦察、监视、巡逻、反坦克、电子战和运输等。直-11项目在1989年正式获得批准立项,1992年在昌河公司进入全面研制,1994年12月原型机首飞成功。1999年9月份开始,直-11原型机前往中国飞行试验研究院,进行设计定型试飞。2000年10月,直-11圆满完成了试飞大纲所规定的全部设计定型试飞科目,其中包括数项风险科目。试飞实践充分体现了直-11灵活敏捷、用途广泛、经济便利的特点。直11_直-11 -用途介绍
直-11是一种2吨级、6座位的轻型多用途直升机。整体布局采用直升机常规模式,为主旋翼加尾桨布局。直-11的主旋翼采用三叶星型柔性复合材料尾旋翼,2叶翘翘板复合材料尾桨。这些桨叶具有20世纪90年代国际先进水平,重量轻、寿命长、可靠性高。该机可乘员6人,前排为两座,后排四座,最大起飞重量2.2吨。直-11的机体主要采用了金属和复合材料。滑撬式起落架用复合材料制造,带阻尼器。机身燃油箱具有弹塑性,防火设计安全可靠,
具有一定抗坠毁的能力。直-11设计时尽可能的扩大了复合材料的应用范围,减轻了机体重量。直升机旋翼下方装有一台国产WZ-8D涡轮轴发动机。 WZ-8D涡轴发动机功率450千瓦,巡航功率350千瓦,最大510千瓦,与法国“松鼠”的发动机处于同一水平。该系列发动机是我国2到4吨级直升机的标准动力装置。1981年,中国航空技术进出口公司与法国透博梅卡公司签订了阿赫耶系列发动机生产专利转让合同,由南方航空动力机械公司负责,按阿赫耶系列发动机的全套工艺生产WZ-8系列涡轴发动机。南方航空动力机械公司先采用法国材料组装成整机,在经过法方检验合格的试车台上试车后交付出厂。此后逐步实现用法国材料自行生产M01(附件传动单元体)、M04(自由涡轮单元体)和M05(减速器单元体)等零部件,最后和法国产附件一起组装成整机,试车后交付。目前WZ-8D已经迈入了国产化阶段,除极少数零件之外,所有原材料均来自国内,为此新研制了24种金属材料、64种非金属材料等,整机国产化率目前已达91%。1992年11月,国产化的WZ-8A发动机通过了由总参陆航局和航空航天工业部主持的鉴定,投入小批量生产。以此为基础,研制了WZ-8E及WZ-8D两种型别的涡轴发动机,分别于1994年7月及9月通过了持久试车考核。1994年9月,WZ-8D发动机通过了由中国航空工业总公司主持、分别有海军及总参陆航局参加的阶段性鉴定。2001年4月16日,改进的WZ-8A涡轴发动机首次获CAAC适航证,使得直-11有了更新的动力装置。直11_直-11 -研制历程
1)先后5次与法国TM公司进行摸底、咨询与洽谈,对换发后的直-11机飞行性能进行了重新估算,确认直-11换装
Arriel2B1发动机能大幅度提高直-11的高原综合性能,满足换发的目的和要求。2)2002年2月与TM公司和CGTM公司进行了详尽的技术协调,最终确定了直-11MB1型机的总体、结构、系统改装要求和技术方案,并对设备与设备、设备与系统之间的接口参数和要求进行了认真详细的协调。
3)2002年4月完成了总体、结构及各系统改型打样设计,2002年10月完成了总体、结构及各系改型详细工程设计和气动、强度计算。
4)2002年11月15日通过了集团公司组织的设计评审,评审结果认为,总体、结构及系统改型设计吸取了国内外成熟技术,进行了强度、刚度、振动和动力学有关技术计算分析,严格履行了质量程序,改型设计方案合理可行,可以进入下一阶段的试制和试验工作。
5)2002年11月至2003年2月完成直-11-03架机换发样机恢复调整、换发改型的结构改装、系统总装与调试等工作。
6)2003年1月3日-5日在婺源举行了第一次型号合格审查会,确定了直-11MB1直升机审定基础,适用条款共206条,其中90条需要做符合性验证工作。
7)2003年1月15日、8日在北京召开了由国防科工委组织的直-11改进改型可研评审会,并顺利通过专家评审。
8)2003年2月底完成试验试飞测试改装。
9)2003年3月5日完成发动机、电调及VEMD地面调参及其他地面试验共20项。
10)2003年3月6日顺利通过了由二集团直升机部主持召开的首飞前技术评审暨放飞评审,3月8日成功进行了首飞。
11)2003年3月12日完成了发动机参数调整飞行试验。共完成飞行试验12项,累计飞9小时25分。
12)至2003年6月全部完成图样设计和计算及工艺审查,共完成技术条件、计算报告、试验任务书、大纲、试验 报告等技术文件100多份。
13)2003年4月-7月,完成了景德镇地区绝大部分试飞任务。共完成飞行试验26项,累计飞行62个任务单,45小时45分。
14)2003年7月23日从景德镇转场西宁、共和等地进行高原验证试飞,8月19日胜利结束,历时27大,共计完成22个试飞任务单,飞行20小时45分,62个起落。
15)至2003年10月共完成各专业的适航符合性说明、计算、分析报告等350多份。
16)2003年10月至11月初完成了景德镇地区补充科目:夜航试飞、最小重量飞行演示、发动机振动测试、爬升静稳定性补充试飞、悬停补充试飞、短波电台作用距离试飞等。
17)2003年10月底完成第二次型号合格审查,通过了76条适航条款的审查。
18)至2003年11月完成了飞行手册、主要维护建议、维护手册等10种随机手册的编写和评审。
19)2003年12月6日完成第三次型号合格审查,通过了剩余14条适航条款和飞行手册、主要维护建议、维护手册等手册的审查。
20)年底由中国民用航空总局颁发了型号合格证书(TC证)。
直11_直-11 -技术关键
1)直-11型机换装带电调控制的发动机后,存在旋翼/动力传动链与发动机燃油控制系统扭转偶合稳定性问题,问题的处置在国内直升机行业中没有经验,技术难度大,有一定风险。首先对直-11机的旋翼与发动机动力传动链
直-11的动力特性进行了计算和分析,确定了传动链耦合扭振固有频率范围及低阶耦合扭振模态的阻尼特性,并得出在全部使用范围内传动链扭振与电调控制系统耦合不会发生不稳定现象。在此基础上制定了地面系留开车地面试验和飞行试验的方案和应急处理予案,试验结果证明计算与试验曲线吻合度非常好,试验方法和程序合理正确。
2)CCAR27部961条款规定了虹吸式燃油系统在临界工作状态下应进行热燃油试验,以确保系统在燃油温度为43℃时不发生气塞现象。直-11MB1机必须按该条款规定进行飞行验证,该飞行验证在我国尚属首次,技术难度,风险高。为此查阅了大量国外资料,结合直-11MB1机燃油系统特性,确定了燃油加热方法和程序,研制了一套燃油加温设备,制定了试验步骤、程序及燃油温度和相关飞行参数的测试方案,制定了详尽可行的应急予案,及时向机组进行了技术交底。试验时发动机入口处的燃油温度65℃,以最大爬升率爬升至5700m(适航申请作业高度为5500m),做了各种机动飞行,非常成功地完成了燃油系统在热气候条件工作的飞行验证。
改型后的收益包括:1)直-11MB1机发动机功率储备大,高温、高原可用功率增加20%,在起飞重量为2000kg状态下,悬停开限较该型前提高了1500m,动升限提高到6000m,巡航高度提高到5500m,因此直-11MB1机的使用(营运)范围可在4500m以下的地区,能够覆盖约90%的国土面积,适应各种运营环境的要求。
2)提高了整机的可靠性、经济性,降低了运营成本。
・换装了电调控制的发动机,克服了机械式发动机操纵装置的跟随性和稳定性允差较大和难以实现发动机状态的综
直-11合管理和监控缺点。同时发动机可靠性有了很大的提高,其首翻期为目前直-11安装的WE8D发动机的3倍。
・仪表系统部分采用数字式、综合化的开放平台――VEMD集成化彩色液晶显示仪表,提高了系统的可靠性。
・采用电调和VEMD,改善了系统的人机功效,降低了驾驶员的工作负荷,提高了整机的技术档次,增加了竞争力。
・直-11MB1机最大起飞重量为2250kg(适航申请2200kg),增大了有效重量,有利于民用市场的进一步开拓,适应现代民用航空运营的要求。
直-11MB1型机的研制时间紧、工作量大、技术难度高、经费较少。我们按照科研程序,严格控制研制全过程的质量和经费使用,精心组织,强化协调,梳理技术关键,严密组织攻关,强化在计算或理论分析的基础上,通过地面试验和飞行试验验证,经过科研人员的努力,克服了技术关键和难点,特别难忘的是实现首飞后,参研人员克服了“非典”造成的种种困难,在完成了发动机、发参综合显示系统等取证试飞和景德镇地区适航取证试飞后,又发扬了连续作战的拼搏精神,抢在高温季节进入高原试飞,仅用27天,安全圆满地完成了高原试飞任务,充分验证了直-11MB1直升机的高原飞行特性和能力,确保了上级机关的研制进度要求研制进度,满足了直-11MB1型机的设计技术状态要求和民用航空的适航要求,于年内取得了型号合格证(TC证),为国防和国民经济建设增添了新的直升机平台,创造了改型经费最少、研制时间最短的范例。
但由于国内航空工业的一些“顽疾”,例如飞机型号性能的落后,关键部件科研生产水平的不稳定,直接影响了国产直升机(包括直-11)的销售工作。大批国内单位耗费巨资进口外国直升机,不仅仅能解释为崇洋媚外,更主要是国产直升机与进口机型相比尚不具备较强的竞争力。
2004年12月27日上午,昌河飞机工业集团公司的直-11W武装型直升机,在位于景德镇市的吕蒙机场成功实现首 飞。上图为该机资料照片,可见携带有4枚红箭-8反坦克导弹及新型昼夜观瞄系统。它标志着直-11武装型机改进改型工作取得了阶段性的胜利,是继直-11MB1型直升机研制成功之后取得的又一成果,是中国直升机产品系列化发展上的又一个重大突破。直-11武装型机是在直-11型机的基础上改进研制的一种轻型武装直升机,通过增加武器配置和安装武器火控系统及昼夜观瞄系统,成为可进行昼夜作战,具有搜索、识别、跟踪目标及对地和一定的对空攻击能力的武装直升机。
2007年初,直11W轻型武装直升机成功进行了鉴定试飞的最后一个试飞科目一一地面和空中靶试试验,空中发射空地导弹成功命中目标。靶试结果表明,该型武装直升机武器发射平台与武器系统完全相容,精度满足研制要求。据介绍,该机由该集团公司2004年5月开始试制,同年12月顺利实现首飞。此后该机陆续完成了调整试飞、鉴定试飞和挂弹试飞,以及地面机枪、火箭弹、导弹打靶等试验,飞行状态良好、工作正常。该型武装直升机可进行昼夜间作战,具有搜索、识别、跟踪目标,昼夜间实现对地攻击的能力,其研制成功在中国航空发展史上具有十分重要的意义。
2005年11月22日至23日,阿根廷空军直-11技术试飞考察团一行三人前来昌河,洽谈有关直-11型机的采购与合作事宜。
直11_直-11 -参考资料
1.http://military.china.com/zh_cn/important/64/20041230/12040299.html
2.http://blog.sina.com.cn/s/blog_4783cebd01000849.html